单片机抢答器-毕业设计

摘要

通过这次课程设计,掌握51单片机的原理,了解简单多功能抢答器组成原理，初步掌握多功能抢答器的调整及测试方法，提高动手能力和排除故障的能力。同时通过本课题设计与装配、调试，提高自己的动手能力，巩固已学的理论知识，建立单片机理论和实践的结合，了解多功能抢答器各单元电路之间的关系及相互影响，从而能正确设计、计算定时计数的各个单元电路。初步掌握多功能抢答器的调整及测试方法。提高动手能力和排除故障的能力。

关键词：抢答器排除故障的能力工程过程

目录

引言 (1)

第一章抢答器的系统概述 (1)

1.1抢答器系统的主要功能 (2)

1.2抢答器系统的需求 (3)

1.3抢答器的工作流程 (3)

1.4抢答器的工作过程 (4)

第二章系统方案的设计 (5)

2.1硬件设计 (5)

2.2AT89C51的介绍 (5)

2.3总体原理图 (6)

第三章软件的设计 (7)

3.1主程序系统的结构图......................................................................................错误！未定义书签。

3.2主要的程序 (7)

结束语 (9)

毕业设计总结 (10)

参考文献 (11)

引言

本课题利用A T89C51单片机及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时使数码管能够正确地显示时间和选手号码。用开关做键盘输出，扬声器发生提示。系统达到要求:在抢答中，只有开始后抢答才有效，如果在开始抢答前抢答为无效；抢答限定时间和回答问题的时间可是在1-99s设定；可以显示是哪位选手有效抢答和无效抢答，正确按键后有音乐提示；抢答时间和回答问题时间倒记时显示，时间完后系统自动复位；按键锁定，在有效状态下，按键无效非法。

抢答器是一种应用非常广泛的设备，在各种竞赛、抢答场合中，它能迅速、客观地分辨出最先获得发言权的选手。早期的抢答器只由几个三极管、可控硅、发光管等组成，能通过发光管的指示辩认出选手号码。现在大多数抢答器均使用单片机(如M C S-51型)和数字集成电路，并增加了许多新功能，如选手号码显示、抢按前或抢按后的计时、选手得分显示等功能。

第一章抢答器系统概述

1.1抢答器系统的主要功能

这次设计的系统主要功能是利用A T 89C 51单片机为主体，通过电路，数码管，扬声器等硬件来实现功能具体见图1-1

图1-1系统主要功能方框图

系统采用了模块化设计智能抢答器，在抢答的比赛中广泛应用，每个选手都有一个抢答按钮。主持人可以使用开始和结束的按钮。后台的人可以修改，抢答时间和选手回答的时间，例如原始状态抢答时间为10秒，回答问题时间为30秒，可以通过加键和减键修改上述时间，改完后按结束按钮确定。新时间开始有效，主持人按键开始后，选手开始抢答为有效，数码显示屏显示抢答时间倒计时和选手号，在最后五秒扬声器发生提示。如果有人犯规抢答显示屏会显示犯规选手的号码，扬声器继续发声。

抢答主板：抢答主板是整个设计的核心，关键的是单片机

A T 89C 51。内部电路设计用汇编语言完成。它完成了时间的设定，AT89C51

单

片

机数码

管扬声器

按键输入

复位电路加，减输入

开始和结束

抢按号码的译码，保存；显示；输出，抢按及答题倒计时功能等。

显示及指示：本设计中，有一个数码管组，四个数码管。其中两个显示时间，一个空着，一个显示抢答号码。依次按下复位键（R E S E T），开始键后开始抢答。可以抢按：超时数码管显示“F F F”，当答题超过规定时间后数码管显“F F F”。如果有选手在规定时间内抢按成功，则可以答题，数码管显示抢答时间的同时也显示选手号码。若在按开始键前抢答表示犯规，数码管显示“F F”并显示选手号码。

1.2抢答器系统的需求

1、在抢答中，只有开始后抢答才有效，如果在开始抢答前抢答为无效。

2、抢答规定的时间和回答问题的时间可是在1～99s设定。

3、可以显示是哪个选手抢答有效和抢答无效，正确按键后有扬声器发声。

4、抢答时间和回答问题时间有倒记时显示，时间完后系统自动复位。

5、按键锁定，在有效状态下，按键无效。

1.3抢答器的工作流程

基本工作原理：在抢答中，有多个信号同时或者不同时往主电路中输入，抢答器中的寄存器可以辨别，记录第一个号码，并且内部的定时器开始运行，记录并产生超时信号。整个抢答器工作过程中，显示电路和其他电路要根据实际情况对外电路输出对应的信号。

1.4抢答器的工作过程

1、调节抢答时间或者答题时间可以按"加一"键或"减一"键进行调节，这时会显示在调节的抢答时间或答题时间值，如果想加一秒就按一下"加一"键，如果想减一秒就按一下"减一"键，其时间会在显示屏上显示改变后的时间，范围在0到99秒。

2、在按"开始"键之后，就会有提示音，并且进入抢答的倒计时（默设15秒），若是有人抢答成功，也会有提示音，并且显示号码并进入答题时间（默设30秒），因为是不进行抢答查询，所以只有第一个按抢答的选手有效。

3、如倒计时期间，主持人想停止倒计时可以随时按"停止"按键，系统会自动进入准备状态，等待主持人按"开始"键进入下次抢答计时。

4、如果主持人未按"开始"键，而有人按了抢答按键，这时抢答犯规，显示屏上显示F F和犯规选手号码并响个不停，直到按下"停止"键为止。

总而言之，这个设计是利用A T89C51单片机及外围接口实现的抢答系统设计了抢答器，该抢答器提高了系统的可靠性、简化了电路结构、节约了成本，是一个实用的设计。

本章主要描述了抢答器的工作原理和本设计系统的工作流程。在说明工作原理的过程中，这些电路单元如何实现抢答功能；在说明系统的流程时，结合本设计的内容，指出了数值设置的方法和意义。抢答正常流程与犯规流程的实现，以及如何进行抢答控制。

第二章系统方案的设计

2.1硬件设计

这次设计有硬件和软件的设计，它们相互结合，是不能分离的；从时间上来说，其中硬件绝大部分工作量实在刚开始的时候，到最后再做一些修改，但是只要认真做，硬件设计的大返工是比较少的，到中后期基本上都是软件设计任务，因为现在集成电路技术发展的很快发展，各种功能很强的芯片不断出现，使硬件电路的集成度越来越高，硬件设计的工作量在整个项目中的所占的比重逐渐下降。

2.2A T89C51的介绍

A T89C51是一个高性能，低功耗的C M O S8位单片机，其器件是采用了A T M E L公司的高密度和非易失性存储技术制造的。并且兼容了标准的M C S-51指令系统及80C51引脚结构，A T89C51的芯片中集成了通用8位中央处理器和F l a s h存储单元，功能强大的微处理器A T M E L。

A T89C51具有以下特性：(1).128X8位内部R A M；(2).32个双向I/O口；(3).三级程序存储器锁；(4).兼容M C S-51指令系统；(5).2个16位计时器和6个中断源；(6).可编程串行通道；

(7).低功耗空间和省电模式和时钟频率0-24M H Z。

2.3总体原理图

图3-1系统原理图

P1.0为开始，P1.7为停止，P1.1-P1.6为六路输入，数码管段选P0口，位选P2口低3位，蜂鸣器为P3.6口。P3.2为时间加一调整，P3.3为时间减一调整。

第三章软件的设计

3.1主程序系统的结构图

程序

按键程序

正确抢答非法抢答

调整回答时间

LED灯显示

图3-1软件系统结构图

在本设计中包括了以下6个主要的程序：主程序；非法抢答序；抢答时间调整程序；回答时间调整程序；倒计时程序；显示及发声程序。

3.2主要的程序

主程序：

O R G0040H

M A I N:M O V R1,#0F H

M O V R2,#0A H

M O V T M O D,#11H

M O V T H0,#0F0H

M O V T L0,#0F F H

M O V T H1,#3C H

M O V T L1,#0B0H;50m s为一次溢出中断[10]

S E T B E A

S E T B E T0

S E T B E T1

S E T B E X0

S E T B E X1

C L R O K

C L R R I N G

S E T B T R1

S E T B T R0

结束语

首先感谢王老师，谢老师等各位老师给我的支持和帮助，如果不是他们的教导我也不可能做出这次的设计。感谢他们在这几个月份给予的关键性指导和提议。

同时感谢家里面的家人，为我提供了一个很好的学习环境，和无微不至的关怀，在我感到困难和灰心时，他们对我的鼓励和安慰。

我还要感谢我的一些同学，他们在我最需要帮助的时候帮助了我，在此，对于他们无私的帮助我表示深深的感谢。可以说如果没有他们的帮助我就不可能顺利的按时完成毕业设计感谢对本设计进行评审的老师们，感谢他们给我提出的宝贵意见。

毕业设计总结

这次研究和设计的六路多功能抢答器采用了通用的

A T89C51等电子元器件，利用AT89C51单片机及外围接口实现抢答系统，利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，将硬件和软件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时使数码管显示屏能够正确地显示时间。单片机部分利用汇编语言编写。设计时，首先通过编程，然后具体安装，仿真，完全实现了设计功能。

其次，我认为我的这次设计还可以将设计的其他功能增强，比如可以设计声控装置，在主持人说开始时，让它自动完成复位清零并且开始计时的功能。如果提供相应的元器件和时间上的宽限，一定可以完成这个功能，进一步完善作品。

参考文献

[1]朱宇光单片机应用新技术电子工业出版社2003

[2]张志良单片机原理与控制技术机械工业出版社2005

[3]郑有正单片机原理及应用四川大学出版社2002

[4]林春方高频电子线路电子工业出版社2010

[5]冀振燕L J M L系统分析设计与应用案例人民邮电出版社2003

[6]余发山单片机原理及应用技术中国矿业大学出版社2003

[7]杨刚、龙海燕等现代电子技术电子工业出版社2004